iPS細(xì)胞
一、概述
iPS細(xì)胞是通過導(dǎo)入特定的轉(zhuǎn)錄因子可將分化的體細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞
(特定的轉(zhuǎn)錄因子為Oct4、Sox2、c-Myc和KIf4,4個因子,可以有效的將胎鼠成纖維細(xì)胞和小鼠尾尖成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)形態(tài)和生長特點(diǎn)類似ES細(xì)胞的克隆,即iPS細(xì)胞)
iPS細(xì)胞還可以讓普通體細(xì)胞“初始化”。使其具備干細(xì)胞功能,其還具有和胚胎干細(xì)胞類似的功能,不需要制造胚胎,即可從任何組織細(xì)胞,甚至是皮膚組織細(xì)胞,制造出具有干細(xì)胞功能的細(xì)胞
另外它和胚胎干細(xì)胞除了能生成胚胎以外,還可以產(chǎn)生所有的細(xì)胞
(如果將其用于醫(yī)療,那么在理論知識上其可以治愈所有疾病,將凡是不好的組織全都去除、替換重新生長為正常組織)
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二、獲得途徑
①體細(xì)胞核移植:將體細(xì)胞核導(dǎo)入到去核的卵母細(xì)胞,使得體細(xì)胞核在去核的卵母細(xì)胞中重新編程而獲得類似于ES細(xì)胞的發(fā)育多能性
②細(xì)胞融合:將哺乳動物的成年體細(xì)胞和具有多能性的ES細(xì)胞融合可產(chǎn)生四倍體細(xì)胞,這種四倍體細(xì)胞具有發(fā)育的多能性
③體細(xì)胞核直接重編程:將Oct4、Sox2、c-Myc和KIf4四種轉(zhuǎn)錄因子通過病毒或質(zhì)粒載體帶入到體細(xì)胞中,使體細(xì)胞核重新編程從而獲得發(fā)育的多能性
④細(xì)胞培養(yǎng):將生殖細(xì)胞置于特定培養(yǎng)條件下進(jìn)行培養(yǎng),可以使生殖細(xì)胞重新編程變成多能性細(xì)胞,由此可見多能性誘導(dǎo)因子可能在維持類似于胚胎干細(xì)胞的多能性中起到非常重要的作用
三、面臨挑戰(zhàn)
①iPS細(xì)胞的研究是DNA的變化,這將會導(dǎo)致基因的強(qiáng)制表達(dá),這種情況無法控制
②它的過度表達(dá)會引發(fā)癌癥的發(fā)展
③誘導(dǎo)產(chǎn)生iPS細(xì)胞的率仍然很低,這一點(diǎn)與基因?qū)氲姆绞秸衔稽c(diǎn)、表現(xiàn)遺傳學(xué)等多種因素有關(guān),這制約了其從實驗室走向臨床的最大瓶頸
④細(xì)胞的多能性受到轉(zhuǎn)錄因子網(wǎng)絡(luò)和表觀遺傳學(xué)的復(fù)雜調(diào)控,所以深入研究體細(xì)胞重新編程的分子機(jī)制、調(diào)控機(jī)制以及體外定向誘導(dǎo)分析機(jī)制也是未來研究的重要任務(wù)之一
⑤逆轉(zhuǎn)錄病毒和慢病毒載體導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的潛在風(fēng)險需要加以有效防范
⑥需深入研究比較iPS細(xì)胞和hES細(xì)胞在細(xì)胞生物學(xué)特性、定向分化機(jī)制等方面是否具有顯著的差異
⑦需要建立一種新的方式以免基因轉(zhuǎn)染或基因轉(zhuǎn)導(dǎo)帶來的潛在風(fēng)險